Question

6．NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一．
（1）在實驗室里，用銅與濃硝酸反應(yīng)可制得NO₂，現(xiàn)將NO₂和O₂同時通入水中，當
n（NO₂）：n（O₂）═4：1時，二者恰好完全反應(yīng)生成HNO₃．
（2）汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N₂和O₂反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：

①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+183 kJ•mol^-1．
②隨溫度升高，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢是增大．
（3）在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NO_x的排放．
①當尾氣中空氣不足時，NO_x在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N₂排出．寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
②當尾氣中空氣過量時，轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NO_x生成鹽．其吸收能力順序如下：
₁₂MgO＜₂₀CaO＜₃₈SrO＜₅₆BaO．原因是根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素．同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大；
（4）通過NO_x傳感器可監(jiān)測NO_x的含量，其工作原理示意圖如下：

①Pt電極上發(fā)生的是還原（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)．
②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：NO+O^2--2e^-═NO₂．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮與氧氣、水恰好反應(yīng)生成硝酸，根據(jù)方程式計算n（NO₂）：n（O₂）；
（2）①分析圖象變化，計算反應(yīng)焓變=E₁-E₂，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變；
②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)溫度對平衡移動的影響分析；
（3）①NO被CO還原，則CO被NO氧化生成二氧化碳，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式；
②原子半徑越大，其吸收范圍越大，則吸收能力越強；
（4）①得電子的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮．

解答 解：（1）二氧化氮與氧氣、水恰好反應(yīng)生成硝酸，其反應(yīng)的方程式為：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，則n（NO₂）：n（O₂）=4：1；
故答案為：4：1；
（2）①分析圖象變化，計算反應(yīng)焓變△H=E₁-E₂=1443KJ/mol-1260KJ/mol=183KJ/mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變，得到熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
故答案為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183KJ/mol；
②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正方向移動，則平衡常數(shù)增大；
故答案為：增大；
（3）①在催化劑條件下，一氧化碳被氧化生成二氧化碳，一氧化氮被還原生成氮氣，所以其反應(yīng)方程式為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂，
故答案為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
②根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素．同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，原子半徑越大，反應(yīng)接觸面積越大，則吸收能力越大，
故答案為：根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大．
（4）①鉑電極上氧氣得電子生成氧離子而被還原，故答案為：還原；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮，所以電極反應(yīng)式為：NO+O^2--2e^-=NO₂，
故答案為：NO+O^2--2e^-=NO₂．

點評 本題涉及化學(xué)反應(yīng)方程式、熱化學(xué)反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式的書寫等知識點，注意反應(yīng)熱的計算方法，為易錯點，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．